Experimental investigation of Lord Kelvins isentropic cooling and heating expression in tensile bars for two engineering alloys
本文利用快速红外相机测量 AISI 4340 钢与 2024 铝合金拉伸过程中的热弹性温变，首次实验验证断裂卸载后等熵温度变化可完全恢复。
2025-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Direct Measurement of Magnetocaloric Effect in Metamagnetic Ni43Mn37.9In12.1Co7 Heusler Alloy
在绝热和准等温条件下，在感应强度为14 T的磁场中，直接研究了变磁Ni 43 Mn 37.9 In 12.1 Co 7 Heusler合金的磁热效应。
2014-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Deformation and adiabatic heating of single crystalline and nanocrystalline Ni micropillars at high strain rates
该研究通过原位微柱压缩实验，探究单晶与纳米晶镍在高应变速率下的变形机制，并利用晶体塑性有限元模拟揭示绝热加热效应，发现纳米晶镍晶界处温升显著。
2025-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys
顺磁材料的磁热效应（MCE）已被广泛应用于通过等温施加磁场并将其消除来获得非常低的温度。这种效应也可以通过使用最近发现的巨型MCE材料用于室温制冷。在这封信中，我们报告了一个相反的情况下，在镍锰锡合金，即施加一个磁场电磁，而不是删除它，导致样品冷却。已知这发生在一些金属间化合物中，对于这些金属间化合物，当施加场时可以诱导适度的熵增加，从而引起逆磁热效应。然而，一些铁磁Ni-Mn-Sn合金的熵变与巨MCE材料的熵变一样大，但符号相反。巨逆MCE起源于马氏体相变，该相变由于晶格参数的变化而修改磁交换相互作用。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Recrystallisation phenomena in an ultrafine-grained Al-Mg-Si alloy revealed by correlative in situ EBSD and TEM heating
Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Graz Centre for Electron Microscopy (FELMI-ZFE)（格拉茨电子显微镜中心）；Montanuniversität Leoben（莱奥本矿业大学）；Institute of Aeronautics and Space, Brazilian Air Force（巴西空军航空与航天研究所）
研究超细晶粒Al-Mg-Si合金热稳定性，通过原位EBSD和TEM加热对比及多种方法辅助，确定再结晶起始温度，揭示晶粒细化对析出的影响，表明再结晶中晶界汇强度下降，建立原位EBSD加热为确定微观结构不稳定性的原位方法。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.space-ph
Toward a Better Understanding of the Photothermal Heating of High-Entropy-Alloy Nanoparticles
首次提出理论方法研究高熵合金纳米颗粒的光热特性，发现FeCoNi纳米颗粒与纯铁行为高度相似，可用纯铁作为模型简化复杂高熵合金的理论建模。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Light-induced magnetization reversal of high-anisotropy TbCo alloy films
利用圆偏振光的磁化反转提供了一种新的方法来控制磁化，而无需任何外部磁场，并有可能彻底改变磁性数据存储。然而，为了达到超高密度数据存储，需要提供热稳定性的高各向异性介质。在这里，我们证明了不同的TbxCo 1-x亚铁磁合金组合物的全光磁化开关，并证明了全光开关的各向异性场达到6 T对应的各向异性常数为3x 106尔格/厘米3的膜。光学磁化翻转只观察到合金的补偿温度可以通过样品加热。
2012-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermal memory fading by heating to a lower temperature: experimental data on polycrystalline NiFeGa ribbons and 2D statistical model predictions
已知记忆合金记忆一个或几个温度，在该温度下马氏体-奥氏体转变在过去完成之前停止，该记忆表现为随后的量热扫描中的特定下降。以前的研究表明，这种记忆可以通过加热到比以前记录的更高的温度来消除。在本文中，我们研究了一个明显的记忆衰退效应，这发生在加热到较低的温度。这种效应在NiFeGa多晶薄带中有报道，该合金最初是作为未发现热记忆效应的块体进行研究的。如果在初始不完全加热到T1之后，进行第二次不完全加热到T2<T1，则如预期的那样，在T2处出现新的量热下降，而较少预期的是对应于T1的下降幅度减小或甚至消失（如果在T2处的停止被重复）。记忆衰退效应对于小的差异T1-T2更明显，而对于大的差异不太明显或不存在。论文的第二部分采用了一个统计的二维模型，它将记忆的温度与某些马氏体板尺寸的耗尽相关联，并且也支持记忆衰退效应。
2017-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast dynamical path for the switching of a ferrimagnet after femtosecond heating
最近有报道称，仅通过超快加热就可以在稀土、过渡金属亚铁磁合金中实现超快激光诱导磁开关。使用原子模拟和亚铁磁Landau-Lifshitz-Bloch形式主义，我们证明，开关发生的角动量是必要的，从纵向到横向磁化分量转移。这种动力学路径导致磁化翻转和随后的超快进动所造成的纳米尺度上的亚晶格间交换场。
2013-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect from reverse martensitic transformation in Ni-Mn-Ga-Cu ferromagnetic shape memory alloys
为了在室温附近产生巨磁热效应（GMCE），在首次此类研究中，铁磁记忆合金（FSMA）的奥氏体相变温度（As）被微调到铁磁居里温度（TC），Ni50Mn18.5Cu6.5Ga25合金在逆马氏体相变过程中获得了δ-SM =-81.75 J/Kg-K的大GMCE（加热循环），在302.5 K下磁场变化为9 T。在Ni_（50）Mn_（25-x）Cu_xGa_（25）（0< x < 7.0）基FSMA中通过Cu替代实现了As与TC的微调。这些合金的表征进行了使用光学和扫描电子显微镜，X射线衍射（XRD），差示扫描量热法（DSC）和直流磁化测量。在化学计量比Heusler型Ni_2MnGa中加入Cu可提高马氏体相变温度，降低相变温度。同时，DSM随着Cu的添加而增加，并在6.5at. % Cu，TC和As之间存在虚拟重叠。在302.5K温度下，9 T磁场变化的加热循环中也获得了327.01J/Kg的最大制冷量（RCP）。对于相同的6.5 at.，冷却循环测量的相应值（在正转变期间测量）分别为30.4 J/Kg-K和123.52 J/Kg。% Cu样品和相同的热磁条件。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and magnetic field dependences of the elastic constants of Ni-Mn-Al magnetic Heusler alloys
本文报道了非化学计量Ni $_{54}$ Mn $_{23}$ Al $_{23}$单晶Heusler合金的绝热二阶弹性常数的测量结果。的弹性常数的温度依赖性的变化已被调查整个磁转变和在一个很宽的温度范围内。在磁相变附近发现了弹性常数温度行为的异常。在外加磁场下的等温和变温测量表明，弹性常数的大小取决于磁序，从而为该合金系中的磁弹性耦合提供了证据。
2006-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Pathways of structural and magnetic transitions in ferromagnetic shape memory alloys
铁磁形状记忆合金研究中的一个基本问题是磁弹性耦合的性质及其驱动结构转变的程度。这个问题也是开发新的和优化的合金的关键，这些合金在低开关场下结合了高应变。在本研究中，它示出的微磁结构的重新配置是奴役，并遵循在这些合金中使用NiMnGa和FePd合金系统的马氏体相变。这是通过发展一种新的高速电子方法来研究磁畴动力学的温度依赖性，称为磁跃迁谱。磁性和结构转变的顺序被发现如下。对于冷却，结构转变之后是磁转变，对于加热，磁转变之后是结构转变。
2003-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Lattice vibrations boost demagnetization entropy in shape memory alloy
磁热（MC）材料提供了一种通过绝热退磁冷却实现无化学品固态制冷的途径。我们已经使用非弹性中子散射测量MC材料Ni 45 Co 5 Mn 36.6In 13.4中的晶格动力学。当加热到居里温度（TC）时，该材料表现出0.22 +/- 0.04 kB/原子的声子熵的异常增加，这是常规热膨胀预期的十倍。这种转变伴随着横向光学声子的突然软化。我们提出的第一原理计算显示晶格畸变和磁激发之间的强耦合。
2015-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic elastic properties and magnetic susceptibility across the austenite-martensite transformation in site-disordered ferromagnetic Ni-Fe-Al alloy
除了允许精确确定铁磁-顺磁相变温度和马氏体生长开始和结束的特征温度外（奥氏体）相以奥氏体为代价（马氏体）相同时冷却（加热），这是广泛的交流磁化率的结果，熔体淬火热弹性马氏体相变的声速和内耗研究（无序）Ni 55 Fe 20 Al 25合金的实验结果为以下结论提供了明确的实验依据。不可逆的热弹性变化（热滞后）发生在奥氏体相的预马氏体制度。在加热循环中，该系统保留了在冷却循环期间在马氏体-马氏体相共存区域中发生的马氏体相的起始和随后生长（以母体奥氏体相为代价）的“记忆”。我们在本文中报告并讨论了这些新的发现。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dzyaloshinskii-Moriya interaction and Hall effects in the skyrmion phase of MnFeGe alloys
我们进行了密度泛函理论计算表明，在富铁锰$_{1-x}$ Fe $_x$ Ge合金的skyrmion相的电子动力学是由贝里相物理。我们观察到Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的大小，直接与混合空间-动量Berry相相关，随着浓度$x$的变化而改变符号和大小，与Shibata { \it et al.}的数据直接相关，Nature Nanotech. { \bf 8}，723（2013）.计算的FeGe的反常和拓扑霍尔效应也与现有的实验符合得很好。我们进一步开发了一个简单的紧束缚模型，能够解释这些发现。最后，我们表明，绝热Berry相图片违反了富锰限制的合金。
2015-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Phase transformations in metastable $β$ Zr15Nb alloy revealed by in-situ methods
本研究采用多技术原位方法考察Zr15Nb合金线性加热过程中的相变，识别出两种β相，确定ω固溶线温度约555°C，揭示了宽温区复杂相变序列及结构变化，为该合金的热行为研究提供了多维度实验依据。
2025-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin configurations in Co2FeAl0.4Si0.6 Heusler alloy thin film elements
我们确定实验的自旋结构的半金属Co2FeAl0.4Si0.6 Heusler合金元素使用磁显微镜。在磁饱和之后，主导磁状态由准均匀配置组成，其中磁晶各向异性的强烈影响是可见的。加热实验表明，在800 K以下的受限几何结构中，磁畴壁的自旋组态是稳定的。从横向的过渡到涡壁环元素的开关温度被发现增加与环的宽度，结构变化和随之而来的变化，磁各向异性，这开始发生在较窄的元素在较低的温度下的影响。
2012-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-pump XUV-photoemission-probe in graphene: evidence for non-adiabatic heating of Dirac carriers by lattice deformation
我们调制的原子结构的双层石墨烯通过驱动其晶格在共振与面内E1 u晶格振动在6.3 μ m。使用时间和角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）与极紫外（XUV）脉冲，我们测量的狄拉克电子附近的K点的响应。我们观察到，晶格调制导致异常的载流子动力学，与狄拉克电子达到较低的峰值温度和更快的速率相比，当激发远离声子共振或在单层样品中施加放松。冻结声子计算预测戏剧性的能带结构的变化时，E1 u振动的驱动，我们用来解释在实验中观察到的异常动力学。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solid-State Thermal Energy Storage Using Reversible Martensitic Transformations
识别和使用的可逆马氏体相变，通常被描述为形状记忆转换，作为一种新的固-固相变材料在这里的第一次实验证明。为了证明这一说法，时域热反射，频域热反射，和差示扫描量热法的研究进行了商业镍钛合金，以量化的热导率和潜热。额外的焦耳加热实验证明了在模拟环境中的瞬态加热和冷却过程中成功的温度均衡。与标准固-固材料和固-液石蜡相比，这些实验结果表明，记忆合金提供高达两个数量级的品质因数。除了这些新颖的实验结果，文献中对>75种二元NiTi和NiTi基三元和四元合金的全面综述表明，记忆合金可以在宽范围的转变温度（从-50到330{deg}C）、潜热（从9.1到35.1 J/g）和热导率（从15.6到28 W/mK）中进行调节。这可以通过改变Ni和Ti平衡、引入微量元素和/或通过热机械处理来实现。SMA结合了优异的耐腐蚀性、可成形性、高强度和延展性、高热性能和可调谐性，代表了一种特殊的相变材料，可以规避阻碍该领域进步的许多科学和工程挑战。
2019-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Neutron diffraction study of stability and phase transitions in Cu-Sn-In alloys as alternative Pb-free solders
在这项工作中，我们提出了一个实验研究的结构和相稳定性在三元Cu-Sn-In合金约55原子% Cu在100^{ \circ }C < T < 550^{ \circ }C的温度范围内。我们采用最先进的中子粉末热衍射法，实时跟踪了在连续加热和冷却斜坡中的相变序列。这些实验与相同合金的量热研究相补充。我们的研究结果提供了实验支持，目前的评估在此组成和温度范围内的三元相图，产生的转变序列η-> η+ L -> ε+ L与210^{ \circ }C和445^{ \circ }C的转变温度，分别。中子的使用允许克服由于吸收和优选取向问题而导致的粉末XRD相鉴定中的常见困难。甚至可以成功地识别和原位监测液相的转变，使这项技术成为新兴无铅焊料候选物相图研究的宝贵工具。
2012-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Direct Visualization of Temperature-Induced Phase Separation of Completely Miscible Au-Pd Alloy by In-Situ TEM
本文利用原位TEM加热AuNT@Pd核壳结构，发现尽管Au-Pd完全互溶，但在850°C以上仍会发生相分离并形成稳定的Janus Au-Pd纳米颗粒，且Pd初始负载量影响分离程度和熔化温度。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic Transition from Screw to Edge Dislocation Glide Enhances High-Temperature Strength in Refractory Complex Concentrated Alloys
本研究结合多类表征与模拟方法，揭示Nb-Ta-Ti-V难熔复杂浓缩合金中V含量升高引发位错滑移机制转变、进而提升高温强度的内在机理。
2025-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Improved magnetostructural and magnetocaloric reversibility in magnetic Ni-Mn-In shape-memory Heusler alloy by optimizing the geometric compatibility condition
本文报道了磁性形状记忆合金Ni $_{1.8}$ Mn $_{1.8}$ In $_{0.4}$的磁致伸缩可逆性和逆磁热效应的改善。我们表明，磁致伸缩和MCE的关键取决于奥氏体和马氏体相的几何相容性。从X射线衍射数据计算的变换矩阵中获得了关于两相相容性的详细信息。晶格参数的唯一性导致磁致伸缩和MCE的可逆性改善。在马氏体相变的热滞区，脉冲磁场作用下的最大相对长度变化为0.3%，绝热温度变化为$ΔT_{ad}\approx -10$ K。我们的研究结果表明，几何相容性的方法将允许一个设计材料的可逆磁致伸缩和可逆逆MCE在一阶磁结构相变的形状记忆Heusler合金。
2020-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct current thermo-mechanical testing: Principles, uncertainty hierarchy, and its role in advanced materials characterisation
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Purdue University（普渡大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Federal University of Technology（联邦科技大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本综述针对DC-TMT缺乏标准化及被误作体等温测试的问题，整合相关研究分类不确定度源，评估其在多类材料中的应用，提出需透明报告等以支撑机制解读。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Surface oxidation of Pt and PtPd alloys during NO conversion investigated by Atom Probe Tomography
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
本研究通过原子探针层析技术揭示了Pt和PtPd合金在NO转化过程中的表面氧化行为，发现其氧化还原行为主要由反应动力学决定。
2025-11-28 cond-mat.mtrl-sci
In-situ formation of SiGe alloy by electron beam evaporation and the effect of post deposition annealing on the energy band gap
本文报道了在500 °C低温下，通过Si/Ge多层薄膜在Si和玻璃衬底上的固相反应合成多晶（poly）-SiGe合金薄膜。原始的薄膜沉积使用电子束蒸发与优化的原位基板加热。我们的研究结果表明，在原始的薄膜中，非晶Si（a-Si）相与多晶SiGe相共存。发现a-Si相在600至800 °C的温度范围内的沉积后退火时subcrystalline进入SiGe相。此外，在退火后的多晶SiGe薄膜的光学性质中可以观察到双能带隙。原始的薄膜的化学计量演变及其随后的退火后的带隙的影响进行了讨论的基础上的扩散特性的Si在多晶SiGe。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Thermal Transport in Phase-Transition Layered 2D Alloys WSe2(1-x)Te2x
过渡金属二硫属化物（TMD）合金由于其可调的电子性质，特别是双金属相变，以及在固态存储器和热电材料中的潜在应用，近年来引起了人们的极大兴趣。然而，层状二维（2D）TMD合金的热导率仍然在很大程度上未被探索，尽管它在TMD使能设备的可靠性和功能性中起着关键作用。在这项工作中，我们研究了温度依赖的各向异性热导率的相变二维TMD合金WSe 2（1-x）Te 2 x在两个面内方向（平行于基面）和交叉平面方向（沿c轴）使用时域热反射测量。在WSe 2（1-x）Te 2x合金中，由于不同声子模式之间的非平衡输运，观察到跨平面热导率取决于加热频率（泵浦激光的调制频率）。利用双通道热传导模型，我们提取了各向异性导热系数在平衡极限。当x从0.4增加到0.6时，由于层状2D合金中从2 H到Td相的相变，观察到交叉平面和面内热导率的明显不连续性。与原始的2 H WSe 2和Td WTe 2相比，由于原子无序，TMD合金的热导率的温度依赖性变得较弱。这项工作作为一个重要的起点，探索声子输运层状2D合金。
2018-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Elastic and thermodynamic properties of the shape-memory alloy AuZn
目前的工作报告的弹性剪切模量，内摩擦，和比热的B2立方有序合金AuZn作为温度的函数。测量单晶和多晶样品使用共振超声光谱（RUS），半绝热量热法和应力应变测量。我们的研究结果证实，该合金具有形状记忆效应和相变在64.75 K，似乎是连续的（二阶）从比热数据。有人认为，等原子组成和低的转变温度的组合约束的化学势及其衍生物表现出的行为，位于之间的边界线的一阶（不连续）和连续的相变。声耗散并没有像预期的那样在转变温度处达到峰值，而是在低温阶段显示出最大值。由低温比热数据得到的德拜温度值为219 K，与由相变以上的声学数据（207 K）得到的德拜温度值一致。
2001-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of intermartensitic transitions on transport properties of Ni2.16Mn0.84Ga alloy
磁性，运输，和X射线衍射测量的铁磁形状记忆合金Ni $_{2.16}$ Mn $_{0.84}$ Ga揭示，这种合金经历一个中间马氏体转变冷却时，而没有这样的转变后，观察到随后的加热。在从高温奥氏体状态冷却时形成的马氏体[5层（5 M）马氏体]和在中间马氏体转变时形成的马氏体[7层（7 M）马氏体]的调制的差异强烈地影响合金的磁性和输运性质，并导致电阻率$ρ$和磁化强度$M$的大的热滞后。中间马氏体转变对输运性质具有特别显著的影响，如从5 M和7 M马氏体的电阻率$(ρ_{\mathrm{5M}} - ρ_{\mathrm{7M}})/ρ_{\mathrm{5M}} \approx 15%$的大的差异中明显的，其大于从立方奥氏体相到单斜5 M马氏体相的马氏体转变处的电阻率的跳跃。我们假设，这种显着的差异$ρ$马氏体相之间的费米面的嵌套功能占。嵌套假说可以解释化学计量比和近化学计量比Ni-Mn-Ga合金中马氏体相变电阻率的不寻常行为。
2004-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Temporally resolved LEIS measurements of Cr segregation after preferential sputtering of WCrY alloy
用低能离子散射（LEIS）研究了Cr在WCrY智能合金表面的热致偏聚动力学行为。在室温下用500 eV D $_2^+$离子溅射WCrY样品导致较轻合金成分的优先去除，并导致几乎纯的W表面层。在高于700 K的高温下，Cr原子向表面的偏析开始并阻止纯W层的形成。同时加热和溅射的样品导致的表面状态，这反映了溅射去除和偏析通量之间的平衡，并偏离平衡，由于热驱动的偏析。停止溅射离子束允许系统松弛并向偏析平衡发展。从一系列LEIS测量的时间常数的W和Cr的表面覆盖度的时间变化。从不同样品温度下获得的时间常数确定偏析焓。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurements of the magnetocaloric effect in pulsed magnetic fields: The example of the Heusler alloy Ni$_{50}$Mn$_{35}$In$_{15}$
本文用直接测量的方法研究了形状记忆Heusler合金$_{50}$ In $_{35}$在高达6和20 T的脉冲磁场中的磁热效应。在6 T的结果进行了比较，从热容实验获得的数据。我们发现一个饱和的逆MCE，有关的一阶马氏体相变，与$ΔT_{ad} = -7$ K的最大绝热温度变化在250 K和常规的场依赖MCE附近的第二阶铁磁转变在奥氏体相。脉冲磁场数据允许在$\sim 10$至100 ms的时间尺度上分析样品对磁场的温度响应，该时间尺度是磁热冷却装置的典型操作频率（10至100 Hz）的量级。我们的研究结果表明，在记忆合金的不同贡献的MCE和马氏体相变周围的滞后效应，必须仔细考虑未来的冷却应用。
2015-01-19 cond-mat.mtrl-sci
CHUF and `unfreezing' (or de-arrest) of kinetic arrest in magnetic shape memory alloys
CHUF（冷却和加热在不平等的领域）协议允许建立通过宏观测量相共存，并能够区分亚稳态和稳定相（在共存的相分数之间的一阶磁过渡）的玻璃状逮捕状态（GLAS）。磁性记忆合金的动力学滞止现象的研究已成为一个非常活跃的研究领域。我们强调最近的CHUF测量这些材料表现出类似于先前报道的锰氧化物和其他金属间合金的行为，强调的一般性。马氏体转变提供了一个机会，研究各种性能的CHUF协议，使调整相分数，并控制失透，GLAS。
2012-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of chemical and hydrostatic pressure on the coupled magnetostructural transition of Ni-Mn-In Heusler alloys
Ni-Mn-In磁性形状记忆Heusler合金在其一级马氏体相变时普遍存在较大的热滞，这阻碍了其在磁制冷领域的应用。通过优化Ni $_2$ Cu $_x$ Mn $_{1.4-x}$ In $_{0.6}$中的Cu含量，得到了Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$中马氏体相变的热滞仅为6 K。我们可以解释这个非常小的滞后马氏体和奥氏体相的界面处的一个几乎完美的惯习平面。流体静压的应用不会进一步降低滞后，但将马氏体转变移到接近室温。等温熵变不依赖于加热或冷却协议，并且与压力无关。在脉冲磁场下对Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$的磁热效应进行了研究，发现其最大绝热温度变化为-13 K.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Phase dependence of the Thermal Memory Effect in Polycrystalline Ribbon and Bulk Ni55Fe19Ga26 Heusler Alloys
本文研究了Ni55Fe19Ga26形状记忆合金中热记忆效应对马氏体结构及宏观结构的依赖性，发现14M调制结构主导的条带样品中效应显著，而调制结构退化或γ相存在时效应接近检测极限，并通过变升温速率实验确认了该现象的非热本质。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On Coherency-Induced Ordering in Substitutional Alloys: I. Analytical
正如莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）在其关于晶体堆积和离子半径比之间关系的经典著作中所指出的，原子大小的差异更容易被有序结构所容纳，而不是无序结构。然而，由于数学的复杂性，很少有工作已经报道替代合金。在这项工作中，相干诱导的替代合金有序通过一个简单的模型的基础上的二维正方形晶格检查。在正方形晶格上最近邻相互作用的假设下，两种改进的Bragg-Williams和Onsager方法都表明，由于原子失配而产生的相干应变可以对置换合金中的有序-无序转变产生深远的影响。如果合金系是弹性均匀的，并且服从Vegard定律，则有序-无序转变为二级动力学。然而，如果原子错配显着偏离Vegard定律，则转变可能成为一级动力学，因为构型自由能表面由双阱组成。在一级动力学的转变处，晶格参数可以在加热时增加或减少，即，有序状态的晶格参数可以小于或大于无序状态的晶格参数。Onsager方法的结果与离散原子方法的结果独立地得到证实，离散原子方法是一种基于统计力学和线性弹性相结合的蒙特卡罗技术。
1999-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic glass in Shape Memory Alloy : Ni45Co5Mn38Sn12
铁磁记忆合金Ni 45 Co 5 Mn 38 Sn 12中的一级马氏体相变也是一种磁相变，并且具有很大的场致效应。当在磁场存在下冷却时，这种一级磁性马氏体转变在动力学上被阻止。取决于冷却场，被捕的铁磁性奥氏体相的一部分持续到最低温度作为磁性玻璃态，类似于在各种金属间合金和半掺杂锰氧化物中观察到的。通过磁化强度测量，详细研究了一级铁磁奥氏体（FM-A）向低磁化马氏体（LM-M）转变的温度和磁场函数。广泛的冷却和加热不等场（CHUF）测量和一种新的场冷却协议的等温MH测量（FC-MH）被用来调查玻璃状逮捕状态，并显示逆马氏体转变。最后，我们确定了场-温度（HT）相图的Ni 45 Co 5 Mn 38 Sn 12从各种磁化测量带来了热力学和亚稳态共存的HT空间清楚地描绘这个系统作为一个'磁性玻璃'的区域。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
A note on thermomechanical coupling effects in the indentation of pseudoelastic shape memory alloys
本研究通过伪弹性现象学模型与有限元模拟，揭示了热机械耦合在形状记忆合金压痕诱发马氏体相变中的作用，量化了绝热与等温压痕下的最大热效应差异。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect in Ni2(Mn,Cu)Ga0.84Al0.16 Heusler alloys
通过磁化强度和热测量研究了多晶Heusler化合物Ni2Mn0.75Cu0.25Ga0.84Al0.16的铁磁相变和Ni2Mn0.70Cu0.30Ga0.84Al0.16的磁结构相变，它们都是温度和磁场的函数。化合物Ni_2 Mn_（0.75）Cu_（0.25）Ga_（0.84）Al_（0.16）在磁取向结构中表现出较大的磁热效应，并对其原因进行了探讨。此外，在室温下，在0-1 T的磁场变化下，Ni 2 Mn 0.70Cu 0.30Ga 0.84Al 0.16显示出非常高的熵和绝热温度变化，尽管是不可逆的。与类似的Ni 2 MnGa基合金相比，改进的制冷剂容量也是30%Cu材料的一大亮点。
2020-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-adiabatic effects and exciton-like states during insulator-to-metal transition in warm dense hydrogen
随着温度和压力的升高，氢分子向原子电离态的转变是实验方法和理论上尚未解决的问题。在这里，我们分析了这种转变的动力学，并显示其非平衡非绝热特性在解释实验数据和理论模型中被忽视。非绝热机制解释了最近报道的强同位素效应[Zaghoo，Husband和Silvera，Phys. Rev. B 98，104102（2018）]和大潜热[Houtput，Tempere和Silvera，Phys. Rev. B 100，134106（2019）]。我们证明了在加热分子氢时形成中间激子样分子态的可能性，这可以解释绝缘体到金属过渡期间反射率和电导率的令人困惑的实验数据。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Order-disorder Effects on Equation of State in FCC Ni-Al Alloys
采用基于从头算有效团簇相互作用（ECI）的团簇变分法（CVM）研究了有序-无序效应对替位式二元合金物态方程（EOS）性质的影响。计算适用于fcc基Ni-Al系。各种相关的数量示出了变化与浓度周围的化学计量与一个令人惊讶的“W形”，如热膨胀系数，热容量和Gruneisen参数，由于构型有序效应。分析表明，这一特征来源于Hessian矩阵的逆矩阵的某些元素的支配行为。我们首次指出，这些性质的强烈组成变化可能是加热下合金和矿物晶体局部断裂的部分原因，强调了有序-无序系统微妙热力学行为的重要性。
2012-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetoresistance behavior of a ferromagnetic shape memory alloy: Ni_1.75Mn_1.25Ga
在铁磁记忆合金Ni_（1.75）Mn_（1.25）Ga中观察到磁电阻随温度的负-正-负转变行为。在300和120 K之间的奥氏体相中，由于s-d散射，MR是负的。奇怪的是，低于120 K的MR是正的，而在马氏体相的更低温度下，MR又是负的。正的MR不能用洛伦兹贡献来解释，而是与磁跃迁有关。从从头计算密度泛函理论得到了这一点的证据，在120 K时磁化强度下降，电阻率上升。理论分析表明，Mn原子的局部磁矩之间具有反铁磁排列的亚铁磁态是能量上有利的基态。在马氏体相，有两个竞争的因素，支配的MR行为：占主导地位的负趋势，由于在孪晶和畴界的电子散射的减少饱和场;和较弱的正趋势，由于亚铁磁性的性质的磁性状态。MR表现出加热和冷却之间的滞后，这与马氏体相变的一阶性质有关。
2008-05-30 cond-mat.mtrl-sci
High isothermal magnetocaloric effect in La(Fe,Si)13 based alloys
Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS（俄罗斯科学院科捷利尼科夫无线电电子学研究所）；Galkin Donetsk Institute for Physics and Technology（加爾金頓涅茨克物理技術研究所）；Amirkhanov Institute of Physics, Dagestan Federal Research Center of RAS（俄罗斯科学院达吉斯坦联邦研究中心阿米尔哈诺夫物理研究所）
本研究发现La(Fe,Si)13基合金在接近居里温度时表现出显著的等温磁卡效应，其ΔQ值为纯Gd的2.5倍，并通过理论计算揭示了Cr和Co对晶格结构的影响。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Thermal contribution to the spin-orbit torque in metallic/ferrimagnetic systems
本文系统地研究了具有强垂直磁各向异性的W/Co $_{x}$ Tb $_{1-x}$ /Al薄膜中的电流感应垂直磁化翻转。介绍了具有不同磁补偿温度的Co、$_{x}$、Tb、$_{1-x}$亚铁磁合金。在10 ~ 350 K的低温恒温器温度范围内，用MOKE、SQUID和反常霍尔电阻对系统进行了表征。电流开关实验是在自旋-轨道力矩几何中进行的，其中电流脉冲在平面中注入，并且通过测量霍尔电阻来检测磁化反转。在所有样品中都观察到了完全的反转磁化。一些实验结果只能用电流脉冲注入过程中强烈的样品加热效应来解释。我们已经发现，对于给定的组成$x$和切换极性，器件在切换之前总是达到相同的温度$\textit{T}_{switch}(x)$，而与低温恒温器温度无关。$\textit{T}_{switch}$似乎与Co $_{x}$ Tb $_{1-x}$亚铁磁合金的居里温度成比例。这解释了临界电流（和临界电流密度）随合金浓度的变化。未来的应用可以利用这种加热效应，这允许减少面内外部场。当电流允许产生的热量超过补偿温度时，观察到意外的双磁化切换。
2017-11-29 cond-mat.mtrl-sci
An Investigation into the Kinetics and Mechanism of Phase Transitions in Optical Phase Change Ternary Alloy $Ge_2Sb_2Te_5$
Ge-Sb-Te三元合金（GST）由于其独特的能力而被广泛研究，所述独特的能力在光脉冲刺激时显示其相的可逆变化，即，非晶（a-GST）到结晶（c-GST），反之亦然。这两种相表现出明显不同的电学和光学性质，如电导率、反射率、折射率和光学损耗，这与它们的高相位切换速度、低功率相位切换、大的可测量的光学和电学对比度以及相稳定性相结合，使得GST合金从其他相变材料（PCM）中脱颖而出。GST合金由于其非挥发性和零静态功耗，已经在光盘和电子存储器中得到广泛应用，但相变的精确机制尚不清楚。相变机制通常归因于光脉冲，通常是高功率短脉冲激光，将c-GST合金加热到其熔化温度（Tm）以上，之后，如果将其足够快速地冷却到低于玻璃化转变温度（Tg），则原子由于其迁移率的急剧降低而固定在适当位置，从而导致表现出类似于冷冻液体的结构并且缺乏长程序即无定形的相。当用中等功率激光脉冲加热到Tg以上相当长的时间时，这有利于转变回能量上有利的结晶相。随着人们对用于光子和神经形态计算的下一代数据存储技术的兴趣日益浓厚，对理解和改善GST合金性能的研究也重新燃起。在这学期的论文中，我们希望调查和获得更深入的理解和欣赏的动力学和基本的原子机制的这种相变从c-GST到a-GST，反之亦然，这是现在才变得更加清晰。
2022-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic phase stability of monolayers: Fe on Ta(x)W(1-x) (001) random alloy as a case study
本文提出了一种新的方法来研究磁性薄膜的磁相稳定性。在绝热近似的框架下估计了覆盖层中磁性原子间的交换积分，并利用交换积分构造了有效的经典二维海森堡哈密顿量.它的稳定性，然后研究相对于大量的共线和非共线的磁性安排，其中包括，作为特殊情况下，不仅铁磁和各种反铁磁配置，但也可能不相称的自旋螺旋结构。这使我们能够调查更广泛的一类系统比传统的总能量搜索的基础上，主观选择的配置。作为一个案例研究，我们考虑的Fe单分子层的随机bcc-Ta（x）W（1-x）（001）表面，这是最近研究的常规方法。我们发现Fe单分子膜的基态从Ta表面的铁磁体到W表面的c（2 × 2）反铁磁体的交叉，在Ta含量为20%左右时，可能存在无公度的磁位形。
2010-01-28 cond-mat.mtrl-sci
A simple theory of the Invar effect in iron-nickel alloys
某些铁和镍的合金（所谓的“因瓦合金”）在很宽的温度范围内几乎没有热膨胀。很明显，这是加热时反常收缩的结果，这种收缩抵消了由晶格振动的非谐性引起的正常热膨胀。这种反常收缩似乎与合金的磁性有关，因为这种效应在接近居里温度的温度下消失。然而，尽管经过多年的深入研究，面心立方Fe-Ni合金中因瓦效应的微观理论仍然缺乏广泛接受。在这里，我们提出了一个简单的理论，在这些合金的基础上伊辛磁性，从头算总能量计算，和德拜-Gruneisen模型的因瓦效应。我们表明，该理论准确地再现了这些材料的几个众所周知的属性，包括纪尧姆的著名的plot 1的热膨胀系数作为镍的浓度的函数。在同样的框架内，我们能够以一种简单的方式解释实验观察到的Vegard定律的偏差。我们的方法支持的想法，晶格常数是由几个参数，包括铁铁最近邻对的分数。
2008-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring magnetocaloric effect in all-d-metal Ni-Co-Mn-Ti Heusler alloys: a combined experimental and theoretical study
新型Ni-Co-Mn-Ti全金属Heusler合金由于其大的多元效应和增强的机械性能而令人兴奋。一系列这些化合物的优化热处理导致块体合金中非常急剧的相变，对于2 T的磁场变化，等温熵变高达38 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$。通过光学显微镜对铸态和退火态试样的显微组织和相变进行了详细的研究，分析了铸态和退火态试样的差异。我们确定不同的晶粒结构，以及化学计量（在）均匀性的原因不同尖锐的马氏体相变后，理想和非理想退火。我们开发的合金设计规则调整的磁结构相变和具体评估的转变温度对外部施加的磁场（$\frac{dT_t}{μ_0dH}$）通过分析不同的化学计量的敏感性。然后，我们建立了一个相图，包括马氏体转变温度和奥氏体居里温度取决于不同的Co和Ti含量的e/a比。居里温度的演变与化学计量比的变化进行比较，其他Heusler系统。密度泛函理论计算揭示了T $_C$与奥氏体的化学计量以及有序状态的相关性。这种实验和理论相结合的方法允许有效地开发新系统，以实现有前途的磁热性能。直接绝热温度变化测量表明，在1.93 T的磁场变化下，Ni $_{35}$ Co $_{15}$ Mn $_{37}$ Ti $_{13}$的最大变化为-4 K。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the dynamical behavior of memristive {NiTi} alloy at constant stress for time-varying electric current input signals
采用基于结构的唯象模型研究了NiTi智能合金细丝在时变电流脉冲驱动下的动态电学行为。模拟模型将合金的电阻率与三个主要结构相即马氏体、奥氏体和R相的相对比例相关联，这三个主要结构相在实验上已知存在于NiTi合金晶格结构中。相的相对比例取决于温度和施加的应力。温度变化是由于电流脉冲通过时焦耳效应引起的灯丝自加热以及与周围环境的对流/辐射交换。温度随时间的变化引起结构相变，这导致样品电阻率的突然变化，因为每个晶格相的比例变化。该模型是由一个系统的四个一阶非线性微分代数方程产生的时间演变的电阻率和输出电压在任何给定的时变输入电流脉冲的灯丝。该模型对应于四阶扩展忆阻器，由四个状态变量描述，这是三个NiTi晶格相和温度中的每一个的比例。通过比较三角形电流输入波形自加热的样品以及无电流输入的被动样品获得的测量值，实验验证了模拟。数值结果再现非常好的测量电阻与温度在平衡以及完整的动态实验观察到的I-V特性曲线和电阻与驱动电流的时变电流输入波形的宽范围的频率（0.01-10 Hz）。
2021-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced reversion of $δ^{'}$ precipitates in an Al-Li alloy: Study on temperature rise in pulsed laser atom probe
通过二元Al-Li合金的实例研究，证明了在利用超快激光辅助原子探针对试样进行显微组织分析时，调节激光能量的影响。在每次分析后仔细监测分解参数，例如$δ^{'}$沉淀物的尺寸、数密度、体积分数和组成。一个简单的模型，估计相应的试样温度为每个值的激光能量。结果表明，在10 ~ 80 pJ的激光能量范围内，对应的温度位于Al-Li二元相图的能隙内，处于亚稳平衡区。此外，100 pJ激光能量的相应温度与所报道的$δ^{'}$固溶线温度范围相当一致，这表明由于激光脉冲导致的加热逆转的结果。
2015-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Thermal emissivity spectra and structural phase transitions of the eutectic Mg-51%Zn alloy: A candidate for thermal energy storage
本研究测量了共晶Mg-51%Zn合金的中红外热发射率光谱及温度依赖性，发现其发射率变化与亚稳相固-固相变相关，且合金抗氧化性良好，证明发射率测量可用于检测金属合金的结构相变。
2024-02-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effects of spin-orbit torque on the ferromagnetic and exchange spin wave modes in ferrimagnetic CoGd alloy
利用微聚焦布里渊光散射技术研究了自旋-轨道矩对几乎角动量补偿的亚铁磁CoGd合金薄膜中热自旋波的影响。自旋-轨道力矩由在CoGd附近的Pt层中流动的电流产生。在我们的测量中，铁磁和交换模式都被检测到。铁磁模的强度和线宽由自旋轨道矩修正。相反，交换模的性质不受自旋轨道力矩的影响。我们还发现，这两种模式的频率和线宽显着修改焦耳加热，由于强烈的温度依赖性的CoGd的磁性在角动量补偿点附近。我们的研究结果提供了深入了解的机制，可以实现亚太赫兹磁性纳米振荡器的基础上亚铁磁材料，以及在反铁磁体的相关影响。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of the magnetoelastic phase transition and adiabatic temperature change in Mn1.3Fe0.7P0.5Si0.55
测量了Mn 1.3Fe 0.7P 0.5Si 0.55 Fe 2 P型合金在不同磁场扫描速率（0.93 ~ 2870 Ts-1）下的绝热温度变化DTad。我们发现了一个独立于场扫描速率的磁热效应，由于部分对齐的磁矩在顺磁区域重叠的一阶相变的磁热效应。此外，一阶相变甚至在高达20 T的磁场中也未完成，导致DTad的非饱和行为。在不同的脉冲场的测量表明，一阶相变不能遵循快速的字段变化，如前所述，导致在DTad的一个明显的依赖于字段的滞后。
2019-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Measurement independent magnetocaloric effect in Mn-rich Mn-Fe-Ni-Sn(Sb/In) Heusler alloys
在保持总价电子浓度（e/a）不变的条件下，系统研究了富Mn Fe掺杂的Mn-Fe-Ni-Sn（Sb/In）Heusler合金的磁结构转变.马氏体转变（MT）温度被发现通过以下的比例关系与单独的磁性元素的e/a比移动。用三种不同的测量方法（等磁场磁化强度（M）-温度（T）、等温磁化强度-磁场（H）和热容（HC）-温度（T））对所选样品（Mn 49 FeNi 40 Sn 9 In）的磁熵变进行了估算。我们观察到，虽然磁熵变的峰值随测量方法的不同而变化，但磁熵变随T曲线的展宽形状和相应的冷却功率（~140 Jkg-1）保持不变。通过间接测量温度变化，得到了约-2.6K的等效绝热温度变化。在5 K时，其中一种材料的交换偏置场为783 Oe，磁电阻为-30%。
2018-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Solid-state heating using the multicaloric effect in multiferroics
多热效应被定义为由外部电场或磁场的应用引起的多铁性材料中的绝热温度变化，它于2012年首次提出。多铁性材料中的多热效应以及单铁性材料中的其他类似热效应，由于其在固态制冷中的潜在商业化前景，一直是许多研究的焦点。在这篇简短的通讯文章中，我们研究了固态加热应用中的多热效应的热力学。提出了一种可能的热力学多热量加热循环，然后实施，以估计已知的电热系统的固态加热效果。这项工作提供了一个路径的热量和多热量的影响，以有效的加热系统的实施，我们提供了一个理论估计的上限的温度变化可实现的多热量的冷却或加热效果。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
